5G로 실시간 파악 후 8km 도심 자율주행 끼어들기·차선변경·안전거리 확보도 ‘척척’ 5G 자율주행차 공개 시연 LG유플러스와 한양대학교 에이스랩(ACE Lab)은 지난 3월 11일 한양대학교 서울 캠퍼스에서 기자간담회를 열고, 5세대 이동통신 기반의 도심도로 자율주행 기술을 공개 시연했다. 이날 LG유플러스의 5G 기술을 입힌 한양대학교의 자율주행차 A1은 한강수도사업본부에서 서울숲 주차장 후문까지 8km 구간을 스스로 주행했다. 이번 시험주행은 5G 기술을 이용해 통제되지 않은 도심도로에서 일반 차량들 틈에 섞여 달렸다는 점에서 그 의미가 크다. 글과 사진 김경한 기자 | 사진제공 LG유플러스 돌방상황 대처도 신속한 ‘레벨3’ 자율주행
"자율주행을 시작합니다.” 운전자가 핸들의 버튼을 누르자 자율주행차 A1에서 모드 전환에 대한 음성안내가 나오고, 최종 목적지까지의 경로를 알려주는 멘트가 다시 한 번 나왔다. A1은 서울 성수동 한강수도사업본부 앞 갓길에서 터널을 지나가더니 강변북로로 진입했다. 본 도로에 합류하기 전 좌측에선 차가 많이 지나가지만, 자율주행차는 능숙한 운전자가 운전하듯 자연스럽게 진입했다. A1은 평소에도 혼잡하기로 유명한 올림픽대로를 일반 차량들과 안전거리를 유지한 채 가다서다를 반복하며 여유롭게 자율주행을 수행했다. 같은 시각, 뒷좌석에 탔던 동승자는 가상현실(VR) 전용 헤드셋(HMD)를 착용하고 그랜드캐니언의 대용량 VR 콘텐츠를 지연이나 로딩 없이 실시간으로 재생해 즐겼다. 이후 자율주행차는 성수대교를 진입하다가 서울숲 정문에서 사고가 발생했다는 관제센터의 보고에 서울숲 후문으로 목적지를 변경한 후 자율주행을 무사히 마쳤다. 이번에 LG유플러스와 한양대 에이스랩이 선보인 자율주행은 미국자동차공학회(SAE)의 분류기준 중 4단계 ‘고도 자율주행’에 가까운 레벨3에 해당한다. 이는 긴급상황 발생 시에는 운전자가 개입하지만, 그 외에 교통신호와 도로 흐름을 자율주행차가 직접 인식해 스스로 주행이 가능한 단계를 의미한다. 이날 시연에서도 A1의 운전석 탑승자는 ‘자율주행 모드 ON’ 스위치를 누른 후 목적지에 도착할 때까지 운전대와 가속·제동 장치에서 손발을 뗐다. 성수동 한강사업본부에서 출발한 자율주행차는 강변북로-영동대교-올림픽대로-성수대교를 거쳐 서울숲 공영주차장에 도착하는 약 8km의 거리를 25분 동안 스스로 주행했다. 가장 주목할 만한 장면은 강변북로에 진입하는 순간이었다. A1은 본 차선 합류 전 좌측 깜빡이를 켜고 왼쪽 차선으로 진입했으며, 시속 60km 가량으로 달리는 일반 차량들 흐름에 맞춰 50km에서 60km까지 주행속도를 올린 후 자연스럽게 고속화 도로에 합류했다. 강변북로를 지나는 동안에는 규정 제한 속도인 80km 이하를 유지했다. 차량 간격은 주행 속도에 따라 다르게 유지했다. 급제동 시 제어할 수 있는 거리를 스스로 계산해 앞차와의 안정적인 간격을 둔 것이다. 5G망으로 안전하고 즐거운 차량탑승 실현 한양대 자율주행차인 A1이 실시간으로 차량 스스로를 통제하며 안정적으로 주행할 수 있었던 것에는 자율주행차량에 5G 통신기술이 접목됐기 때문이다. 5G(5Generation)는 5세대 이동통신을 이르는 말로, 최고 전송속도가 초당 1Gbps 수준이다. 이는 기존 4G보다 10배 정도 빠른 속도로, 초고속, 초저지연, 초연결의 특성을 갖춰 자율주행차가 보다 안정적으로 달릴 수 있게 한다. 이중 초저지연(low latency)이란 사물통신에서 종단 간(end-to-end) 전달 시간이 매우 짧은 것을 말하며, 돌발상황 발생 시 자율주행차의 반응속도를 크게 향상시킬 수 있다. 한양대학교 에이스랩의 선우명호 교수는 “4G는 100km/h의 속도로 자율주행차가 주행하다 통신을 통해 멈춤을 지시했을 때 100m/s의 통신지연이 발생하여 2.8m를 진입한 후 멈추는 반면, 5G는 같은 상황에서 2.8cm를 진입한 후 멈출 수 있다”며 5G의 초저지연 우수성을 설명했다.
선우명호 한양대 교수가 자율주행차에 활용되는 5G 통신기술을 설명하고 있다.
자율주행차에는 이러한 5G의 기본적인 특성 외에도 고정밀 측위, 관제시스템, V2X(Vehicle to Everything), 다이나믹 정밀지도, 인포테인먼트 등의 5G 통신기술이 접목된다. 먼저 고정밀 측위는 통신기술을 활용해 서비스 요청 단말기의 정확한 위치를 파악하는 기술이다. 선우명호 한양대 교수는 “스마트폰에 내장된 GPS센서는 에러 범위가 10m 이상이기 때문에, 자율주행차에 사용할 수 없다”고 못 박았다. 하지만 5G의 경우, 특정지역에서 계산하고 그 주변에 있는 물체들에게 보정정보를 쏨으로써 에러 범위를 2~3cm 이내로 줄일 수 있다. 다음으로 관제시스템은 자율주행차에 수준높은 차량위치 정보를 제공한다. LG유플러스 FC부문 미래기술담당의 강종오 담당은 “차량에 대한 관제를 통해 차량 위치가 어디에 있고 어디로 이동했는지에 대한 이력과 이동패턴에 대한 분석정보를 제공한다”고 밝혔다. 이번 시범주행에서는 자율주행차 A1이 관제센터와 주변 교통정보를 송수신하며 실시간으로 주행전략을 수시로 변경했다. 또한 V2X도 더욱더 안전한 자율주행을 실현할 수 있을 것으로 보인다. V2X는 무선통신을 활용해 차량이 운행 중 신호등과 같은 교통인프라와 차량, 보행자와 같은 정보를 공유하는 기술이다. 즉, 차량과 차량, 차량과 사람, 차량과 신호등 간의 양단간 통신을 통해 안전도를 높인다. 하지만 이번 시범주행에서는 5G 기반의 V2X 기술에 대한 표준화작업이 마무리되지 않아, 이 기술은 적용되지 않았다. 네 번째는 다이나믹 정밀지도의 적용이다. 기존의 내비게이션은 사람이 운전하면서 참고용으로 사용하는 것이지만, 자율주행의 정밀지도는 자율주행차가 시시각각 변하는 도로 상황을 실시간으로 분석하고 정밀지도를 생성하며 이를 주행에 활용한다. 현재 이 시스템은 LG유플러스가 국내 지도제작사와 함께 연구개발에 박차를 가하고 있다. 마지막으로 인포테인먼트 분야다. 인포테인먼트는 정보(Information)와 오락(Entertainment)의 합성어로, 정보 전달과 오락성을 융합한 기술을 의미한다. 향후 LG유플러스는 준비 중인 VR전용 플랫폼을 통해 ▲구글과 공동 제작한 독점 콘텐츠 ▲다양한 장르의 VR 영화 ▲아름다운 여행지 영상 ▲세계적으로 주목받는 공연 영상 ▲인터렉티브 게임 ▲VR 웹툰 등 다양한 가상현실 콘텐츠를 제공할 계획이다. 선우명호 한양대 교수는 “5G를 기반으로 하는 미래 자율주행차 모델은 산학연 협력을 통해 기술 진화가 급속도로 이뤄지고 있다”며 “특히 통신-자동차 산업간 빠른 융합을 기반으로 궁극적으로는 운전대와 페달이 없는 완전 무인차 시대가 도래할 것”이라고 설명했다.
이상민 LG유플러스 전무(FC부문장)는 “5G 통신망의 초저지연성은 자율주행차의 안정성을 높여줄 핵심요소로 꼽힌다”라며 “한양대학교 에이스랩의 앞선 자유주행 기술과 LG유플러스의 5세대 이동통신망을 기반으로 지속적인 공동 연구를 추진할 계획”이라고 말했다.
하지만 5G 자율주행차의 상용화를 위해서는 아직 풀어야 할 숙제가 많다. V2X 기술을 확보할 수 있는 교통인프라가 조성되지 않은 것은 가장 큰 문제점으로 지적된다. 미국 라스베이거스의 경우에는 자율주행차가 메인로드의 교통신호등과 통신하는 것이 허락돼 있어 차량과 교통인프라의 통신에 관한 실험이 활발히 진행되고 있다. 하지만 국내뿐 아니라, 전 세계적으로 자동차 제조사와 메이저 부품사 간 통신방법의 선정문제로 V2X의 표준화가 늦어지고 있어 이 분야에 대한 연구개발도 지연되고 있다. 또한 국내 연구진이 자율주행차 개발을 위해 정부로부터 도로주행을 허가받은 차량의 숫자가 경쟁국가들에 비해 너무 적다. 미국 구글의 웨이모는 6만 대의 차량을 허가받았고, 가까운 중국만 해도 바이두가 2천 대의 차량을 허가받은 반면, 국내 업체와 학계는 60대밖에 허가받지 못했다. 자율주행차는 인공지능을 기반으로 하기 때문에 딥러닝의 학습효과를 높이기 위해서는 주행 데이터를 많이 모으면 모을수록 유리하다. 산술적으로만 봐도, 국내 연구진들이 웨이모와 바이두의 딥러닝 학습데이터를 따라잡기 위해서는 자율주행차를 각각 1천배, 33배 더 운행해야 한다는 계산이 나온다. 전 세계적으로 자율주행차의 상용화를 목표로 글로벌 업체 간 경쟁이 가속화되고 있는 만큼, 경쟁력 선점을 위한 정부와 학계, 기업의 협업이 필요한 시점이다.
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